2025年3月18日，本团队在《Molecular Catalysis》上在线发表了题为“Nickel phthalocyanine based porous bimetallic catalysts for high activity CO₂ electroreduction over wide potential window”的研究成果。该成果由西南科技大学材料与化学学院、生物质材料教育部工程研究中心和北方民族大学化学化工学院共同完成。

本工作针对传统单金属催化剂活性窗口窄、过电位高等难题，提出"金属-氮-碳骨架+双活性位点"的设计策略，创新性地构建了镍铜协同的多孔双金属催化剂体系，在低过电位条件下实现了CO₂到CO的高效转化，为碳资源循环利用提供了新思路。本工作系统地比较了ZIF-8、商业碳黑和柠檬酸碳化三种载体，将镍酞菁与铜前驱体共负载于载体上，成功制备出具有分级孔结构的NiCu催化剂。实验表明，镍中心负责激活CO₂分子，而铜组分有效抑制析氢副反应，二者协同作用使CO法拉第效率在–0.57 V至–1.07 V电位区间内持续超过90%，最高达95.9%。相较于单金属催化剂，电流密度提升近3倍（–114.2 mA cm^–2 @–1.1V）。更重要的是，得益于柠檬酸热解产生的丰富介孔结构和活性位点，其负载的催化剂比表面积达1472.3 m² g^–1，在−0.67 V下连续运行40小时仍保持90%的CO法拉第效率，展现出良好的工业化应用前景。

本研究工作得到了国家自然科学基金、西南科技大学博士基金等项目的支持。

Liang Chen* , Ling Gao, Xinai Zhang, Xueling Liu, Qin Chen, Jinchao Li*, Yaping Zhang*, Tianxia Liu, Nickel phthalocyanine based porous bimetallic catalysts for high activity CO₂ electroreduction over wide potential window, Molecular Catalysis, 579 (2025) 115039.